§ 3. Методы и средства предварительного и экспертного исследования вещественных доказательств

В экспертных и предварительных исследованиях вещественных до­казательств помимо общенаучных методов используются и специальные, которые, исходя из принципа общности, можно в свою очередь подразделить на общеэкспертные, используемые в большинстве классов судеб­ных экспертиз и исследований, и частноэкспертные.

Рис. 3. Универсальный следственный чемодан.

Рис. 4. Следственный чемодан для работы с документами.

Рис. 5. Экспертный чемодан для работы с объектами биологического происхождения.

Система общеэкспертных методов исследования вещественных до­казательств включает:

методы анализа изображений;

методы морфологического анализа;

методы анализа состава;

методы анализа структуры;

методы изучения физических, химических и других свойств.

Методы анализа изображений используются для исследования тра­диционных криминалистических объектов — следов человека, орудий и инструментов, транспортных средств, а также документов, кино-, фото- и видеоматериалов и пр. ¹

Под морфологией понимают внешнее строение объекта, а также фор­му, размеры и взаимное расположение (топография) образующих его структурных элементов (частей целого, включений, деформаций, дефек­тов и т. п.) на поверхности и в объеме, возникающих при изготовлении, существовании и взаимодействии объекта. Наиболее распространенными методами морфологического анализа являются оптическая микроско­пия — совокупность методов наблюдения и исследования с помощью оп­тического микроскопа.

Среди микроскопических методов, используемых при исследовании вещественных доказательств, выделяют метод светлого поля в проходя­щем свете — используется для исследования прозрачных объектов с включениями. Пучок света, проходя через непоглощающие зоны препа­рата, дает равномерно освещенное поле. Включение на пути пучка час­тично поглощает его, частично рассеивает, вследствие чего изучаемая частица выглядит темным пятном на светлом фоне. Для наблюдения про­зрачных не поглощающих свет объектов, невидимых при методе светло­го поля, используют метод темного поля в проходящем свете. Изобра­жение создастся светом, рассеянным элементами структуры препарата, который отличается от среды показателем преломления. В поле зрения микроскопа на темном фоне видны светлые изображения деталей. Наибо­лее часто методы светлого и темного поля используются в экспертном исследовании ювелирных камней и объектов биологической природы- Мик­роскопические исследования в проходящем свете осуществляются с по­мощью биологических микроскопов (типа МБИ и МБР).

Для наблюдения непрозрачных объектов применяют метод светлого поля в отраженном свете. Свет на объект падает под углом, и морфоло­гия объекта видна вследствие различной отражательной способности его элементов. Используется для изучения широкого круга вещественных доказательств: изделий из металлов и сплавов, лакокрасочных покры­тий, волокон, документов, следов-отображений и пр.

Поляризационная микроскопия используется для исследования ани­зотропных объектов в поляризованном свете (проходящем и отражен­ном), например минералов, металлических шлифов, биологических объек­тов. Люминесцентная (флуоресцентная) микроскопия использует явле­ние люминесценции. Объект освещается излучением, возбуждающим лю­минесценцию. При этом наблюдается контрастная цветная картина свече­ния, позволяющая выявить морфологические и химические особенности объектов-

Ультрафиолетовая и инфракрасная микроскопия позволяет прово­дить исследования за пределами видимой области спектра. Ультрафиоле­товая микроскопия (250—400 нм) применяется для исследования биологи­ческих объектов (например, следы крови, спермы), инфракрасная (0,75— 1,2 мкм) дает возможность изучать внутреннюю структуру объектов, не­прозрачных в видимом свете (кристаллы, минералы, некоторые стекла, следы выстрела, залитые, заклеенные тексты).

¹Эти методы подробно будут освещены в следующих главах.

Стереоскопическая микроскопия позволяет видеть предмет объем­ным за счет рассматривания его двумя глазами (оптическая система вклю­чает два окуляра). Большинство микроскопов, используемых для изуче­ния вещественных доказательств, являются стереоскопическими. Бино­кулярные стереоскопические микроскопы (типа МБС) применимы для исследования практически всех видов объектов (следы человека и живот­ных, документы, лакокрасочные покрытия, металлы и сплавы, волокна, минералы, пули и гильзы и т. д.) как в проходящем, так и в отраженном свете. Как правило, они снабжены насадкой для фотографирования (рис. 6). Ими в основном оснащены экспертные учреждения.

Рис. 6. Микроскоп биологический.

Сравнительные микроскопы (типа МИС, МС, МКС) имеют спарен­ную оптическую систему, что позволяет производить одновременное ис­следование двух объектов. Совмещенное изображение выявленных при­знаков можно сразу же сфотографировать с помощью специальной микрофотонасадки. Микроскопы специальные криминалистические типа МСК позволяют наблюдать изображение не только с помощью окуляра, но и на специальном экране. В настоящее время на вооружение в экспертно-криминалистические учреждения берутся сравнительные микроско­пы, снабженные телекамерами и управляемые персональными компью­терами, позволяющие получать комбинированное изображение сравни­ваемых объектов на телеэкране (телевизионная микроскопия), исследовать объекты в поляризованном свете, со светофильтрами, в инфракрас­ных или ультрафиолетовых лучах. Они дают возможность электронным путем изменять масштаб, контрастность и яркость изображения.

Возможности морфологических исследований резко расширились с появлением электронной микроскопии. Просвечивающая электронная микроскопия основана на рассеянии электронов без изменения энергии при прохождении их через вещество или материал. Такие приборы ис­пользуют для изучения деталей микроструктуры объектов, находящихся за пределами разрешающей способности оптического микроскопа (мель­че 0.1 мкм). Он позволяет исследовать объекты — вещественные доказа­тельства в виде; тонких срезов (например, волокон или лакокрасочных покрытий для исследования особенностей морфологии их поверхности); суспензий, например горючесмазочных материалов. Микроскопы просве­чивающего типа имеют разрешающую способность в несколько ангст­рем¹

Растровая электронная микроскопия (РЭМ) основана на облучении изучаемого объекта хорошо сфокусированным (с помощью специальной линзовой системы) электронным пучком предельно малого сечения (зонд), обеспечивающим достаточно большую интенсивность ответного сигнала (вторичных электронов) от того участка объекта, на который попадает пучок. Разного рода сигналы представляют информацию об особенностях соответствующего участка объекта. Размер участка опре­деляется сечением зонда (от 1—2 до десятков ангстрем). Чтобы полу­чить информацию о достаточно большой области, дающей представле­ние о морфологии объекта, зонд заставляют обегать (сканировать) за­данную площадь по определенной программе. РЭМ, позволяющая по­высить глубину резкости почти в 300 раз по сравнению с обычным опти­ческим микроскопом и достигать увеличения до 200 000 крат, широко используется в экспертной практике для микротрасологических исследований, изучения морфологических признаков самых разнообразных микрочастиц: металлов, лакокрасочных покрытий, волос, волокон, по­чвы, минералов- Многие растровые электронные микроскопы снабжены так называемыми микрозондами — приставками, позволяющими проводить рентгеноспектральный анализ элементного состава изучаемой микрочастицы.

Рассмотрим далее методы анализа состава, структуры и свойств веществ и материалов, наиболее часто используемых в практике.

Методы элементного анализа используются для установления эле­ментного состава, т. е. качественного или количественное содержание определенных химических элементов (таблицы Менделеева) в данном ве­ществе или материале. Круг их достаточно широк, однако наиболее рас­пространенными в экспертной практике являются следующие.

Эмиссионный спектральный анализ — с помощью источника иони­зации вещество пробы переводится в парообразное состояние и возбуж­дается спектр излучения этих паров. Проходя далее через входную щель специального прибора — спектрографа, излучение с помощью призмы или дифракционной решетки разлагается на отдельные спектральные линии, которые, затем регистрируются на фотопластинке или с помощью детектора. Качественный эмиссионный спектральный анализ основан на установлении наличия или отсутствия в полученном спектре аналитичес­ких линий искомых элементов, количественный — на измерении интен­сивности спектральных линий, которые пропорциональны концентраци­ям элементов в пробе. Широко используется для исследования взрывча­тых веществ, металлов и сплавов, нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов, лаков и красок и др.

¹ Один ангстрем составляет 10~* см.

Лазерный микроспектралъный анализ основан на поглощении ве­ществом сфокусированного лазерного излучения, благодаря высокой интенсивности которого начинается испарение вещества мишени и об­разуется облако паров — факел, служащий объектом исследования- За счет повышения температуры и других процессов происходит возбуж­дение и ионизация атомов факела с образованием плазмы, которая яв­ляется источником анализируемого света. Фокусируя лазерное излуче­ние, можно производить спектральный анализ микроколичеств веще­ства, локализованных в малых объемах (до 10~¹⁰ см³) и устанавливать качественный и количественный элементный состав самых разнообраз­ных объектов практически без их разрушения.

Рентгеноспектральный анализ. Проходя через вещество, рентгено­вское излучение поглощается, что приводит атомы вещества в возбуж­денное состояние. Возврат к исходному состоянию сопровождается спек­тральным рентгеновским излучением. По наличию спектральных линий различных элементов можно определить качественный, а по их интен­сивности — количественный состав вещества. Это один из наиболее удоб­ных методов элементного анализа, который на качественном и часто полуколичественном уровне является практически неразрушающим, толь­ко в редких случаях при исследовании ряда объектов, как правило, органической природы, могут произойти видоизменения их отдельных свойств. Используется для исследования широкого круга объектов: ме­таллов и сплавов, частиц почвы, лакокрасочных покрытий, материалов документов; следов выстрела и пр. (рис. 7, 8).

Атомно-абсорбционный анализ — метод, основанный на поглощении излучения свободными атомами. Через слой атомных паров пробы, полу­чаемых с помощью атомизатора (обычно это пламя или трубчатая печь) пропускают излучение в диапазоне 190—850 нм. Поглощая кванты света, атомы переходят в возбужденные энергетические состояния. Этим пере­ходам в атомных спектрах соответствуют так называемые резонансные линии, характерные для данного элемента. Концентрация того или ино­го элемента определяется исходя из соотношения интенсивности излуче­ния до и после прохождения через поглощающий слой. Для установле­ния связи между поглощающей способностью и концентрацией вещества в атомизатор вводят несколько стандартных образцов с известным со­держанием элемента и строят калибровочный график. Метод использует­ся для количественного элементного анализа и характеризуется очень высокой чувствительностью, быстротой, простотой пробоподготовки, од­нако малопригоден для обзорного анализа пробы неизвестного состава.

Рис. 7. Переносная установка для рентгеноспектрального анализа.

Рис. 8. Стационарный рентгеновский спектрометр.

Под молекулярным составом объекта понимают качественное (коли­чественное) содержание в нем простых и сложных химических веществ, для установления которого используются методы молекулярного анали­за. Это прежде всего химико-аналитические методы, которые традици­онно применяются в криминалистике уже десятки лет, например ка­пельный анализ — химические реакции, проводимые с капельными коли­чествами растворов анализируемого вещества и реагента. Успех примене­ния метода во многом зависит от правильного выбора и применения кон­трастных цветных реакций. Используют для проведения в основном предварительных исследований ядовитых, наркотических и сильнодей­ствующих, взрывчатых и других веществ. Для этого метода созданы на­боры, учитывающие работу с определенными видами следов: "Капля", "Капилляр"и др.

Другим весьма распространенным методом является микрокристаллоскопия, метод качественного химического анализа по образующимся (при действии соответствующих реактивов на исследуемый раствор) характерным кристаллическим осадкам. Используется при исследовании следов травления в документах, фармацевтических препаратов, ядови­тых и сильнодействующих веществ и пр.

Однако основными методами исследования молекулярного состава вещественных доказательств являются в настоящее время молекулярная спектроскопия и хроматография. Молекулярная спектроскопия (спектрофотометрия) — метод, позволяющий изучать качественный и коли­чественный молекулярный состав веществ, основанный на изучении спек­тров поглощения, испускания и отражения электромагнитных волн, а также спектров люминесценции в диапазоне длин волн от ультрафиоле­тового до инфракрасного излучения. Включает:

инфракрасную (ИК) спектроскопию — один из наиболее информа­тивных методов, позволяющий исследовать молекулярный состав и при­роду исследуемых веществ. Основан на поглощении молекулами вещества ИК излучения, что переводит их в возбужденное состояние. ИК-спектры поглощения регистрируют с помощью спектрофотометров. Используется для установления состава нефтепродуктов, лакокрасочных покрытий (свя­зующего), парфюмерно-косметических товаров и пр. (рис. 9);

Рис. 9. Установка для молекулярной инфракрасной спектроскопии с микроскопом.

спектроскопию в видимой и ультрафиолетовой областях спектра, которая основана на поглощении электромагнитного излучения соеди­нениями, содержащими хромофорные (определяющие окраску веще­ства) и ауксохромные (не определяющие поглощения, но усиливаю­щие его интенсивность) группы. По спектрам поглощения судят о ка­чественном составе и структуре молекул. Количественный (спектрофотометрический) анализ основан на: переводе вещества, если оно бес­цветно, в поглощающее световой поток окрашенное соединение с помо­щью определенных реактивов; измерении оптической плотности с помо­щью специального прибора — фотометра. Оптическая плотность при одинаковой толщине слоя тем больше, чем выше концентрация веще­ства в растворе. По электронным спектрам устанавливают, например, состав примесей и изменения, происходящие в объекте под воздействи­ем окружающей среды.

Хроматография используется для анализа сложных смесей веществ. Она основана на различном распределении компонентов между двумя фазами —• неподвижной и подвижной (элюентом). В зависимости от агре­гатного состояния элюента различают газовую или жидкостную хроматографию. В газовой хроматографии в качестве подвижной фазы исполь­зуется газ. Если неподвижной фазой является твердое тело (адсорбент), хроматография называется газоабсорбционной, а если жидкость, нане­сенная на неподвижный носитель, — газожидкостной. В жидкостной хро­матографии в качестве подвижной фазы используется жидкость. Анало­гично газовой различают жидкостно-абсорбционную и жидкостно-жидкостную хроматографию. Хроматографическое разделение проводят в трубках, заполненных сорбентом (колоночная хроматография), в капил­лярах длиной в несколько десятков метров (капиллярная хроматогра­фия), на пластинках, покрытых слоем абсорбента (тонкослойная хрома­тография), на бумаге (бумажная хроматография). Методы хроматографии используются при исследовании широкого круга объектов судебных экс­пертиз, например чернил и паст шариковых ручек, наркотических пре­паратов, пищевых продуктов и напитков, взрывчатых веществ, красите­лей, горюче-смазочных материалов и многих других (рис. 10).

Рис. 10 Хроматограф.

Под фазовым составом понимают качественное или количественное содержание определенных фаз в данном объекте. Фаза — это гомогенная часть гетерогенной системы, причем в данной химической системе фазы могут иметь одинаковый (а-железо и у-железо в охотничьем ноже) и различный (закись и окись меди на медном проводе) химический состав. Фазовый состав всех объектов, имеющих кристаллическую структуру, устанавливается с помощью рентгенофазового анализа, который успеш­но применяется в экспертной практике для неразрушающего исследова­ния самого широкого круга объектов: металлов и сплавов, строитель­ных, лакокрасочных материалов, фармацевтических препаратов, парфюмерно-косметических изделий, взрывчатых веществ и др. Метод основан на неповторимости расположения атомов и ионов в кристаллических струк­турах веществ, которая отражается в соответствующих рентгенометри­ческих данных. Анализ этих данных и позволяет устанавливать каче­ственный и количественный фазовый состав. Часто фазовый состав одновременно дает представление и о струк­туре объектов. Металлографический и рентгеноструктурный анализы используются для изучения кристаллической структуры объектов. С по­мощью металлографического анализа изучаются изменения макро- и мик­роструктуры металлов и сплавов в связи с изменением их химического состава и условий обработки. Рентгеноструктурный анализ позволяет оп­ределять ориентацию и размеры кристаллов, их атомное и ионное строе­ние измерять внутренние напряжение, изучать превращения, проис­шедшие в материалах под воздействием давления, температуры, влаж­ности и на основании полученных данных судить о "биографии" той или иной детали, по разрушениям определять причины пожара, взрыва или автодорожного происшествия-Методы исследования отдельных свойств объектов могут быть са­мыми разнообразными. При исследовании вещественных доказательств анализируется, например, электропроводность объектов (электропрово­дов или обугленных остатков древесины при определении очага пожара), магнитная проницаемость (для диагностики изменения маркировки), микротвердость (для исследования следов газокислородной резки, свар­ных швов и шлаков при установлении механизма вскрытия металличес­ких хранилищ), концентрационные пределы вспышки и воспламенения, температура воспламенения и самовоспламенения и многое другое.